養(yǎng)殖廢水低c/n比厭氧沼液高效脫氮除碳處理裝置及其工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)保廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種養(yǎng)殖廢水低C/N比厭氧沼液高效脫 氮除碳處理裝置及其工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，畜禽養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)成為我國 農(nóng)業(yè)發(fā)展的支柱行業(yè)之一。但與此同時(shí)，其所帶來的環(huán)境問題也日益突出。2010年發(fā)布的 《第一次全國污染源普查公報(bào)》中顯示，農(nóng)業(yè)源⑶D和氨氮排放量分別為1324.09萬噸和 91.81萬噸，其中，畜禽養(yǎng)殖業(yè)的COD和氨氮排放量分別為1268.26萬噸和71.73萬噸，占農(nóng)業(yè) 源COD和氨氮排放量的95.8%和78.1%，占全國COD和氨氮排放量的41.9%和41.5%。由此 可見，畜禽養(yǎng)殖污染已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)污染源之首。
[0003] 畜禽養(yǎng)殖廢水的厭氧沼液是一種高有機(jī)物、高氨氮、低C/N比（C/N比<4)的廢水， 該廢水的脫氮除碳難度大。傳統(tǒng)脫氮理論主要是建立在硝化和反硝化過程上的，而反硝化 過程常被認(rèn)為是異養(yǎng)型細(xì)菌消耗碳源所完成的，所以如果進(jìn)水的C/N較低就會(huì)因?yàn)樘荚床?足而限制整個(gè)生物脫氮過程，解決這種脫氮難的困境通常有兩種方式:第一是通過投加外 加碳源使得反硝化過程順利進(jìn)行;第二是利用新的脫氮原理在少碳源或者無碳源條件下完 成脫氮過程，如厭氧氨氧化過程或短程反硝化過程。而在實(shí)際工程應(yīng)用中，第一種方法更為 常見，外加碳源的種類不僅包括甲醇、乙醇等實(shí)驗(yàn)室用純碳源，也有利用工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中 富含有機(jī)質(zhì)的廢棄副產(chǎn)品如啤酒廠廢水或畜禽養(yǎng)殖廢水等。
[0004] 隨著《畜禽養(yǎng)殖業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(2014年征求意見稿第二稿）出臺(tái)，廢水排放 標(biāo)準(zhǔn)將提升到C0DGr150mg/L，氨氮40mg/L，總氮70mg/L以及總磷5mg/L，而規(guī)模化養(yǎng)豬場現(xiàn)有 廢水處理工藝難以使廢水達(dá)標(biāo)排放，急需開發(fā)先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能的畜禽養(yǎng)殖廢水處理 工藝設(shè)施。
[0005] 目前，好氧曝氣工藝處理廢水一般要求DO維持在2mg//L以上才能使污染物得到有 效的去除。然而，這必然會(huì)帶來巨大的能耗損失，占整個(gè)工藝總能耗的40%-50%。微氧曝氣 控制DO在0.5mg/L以下，這能夠使氧的傳遞速率提高，污泥產(chǎn)率降低，同時(shí)不影響COD的降解 效率和硝化性能。與好氧曝氣相比，微氧曝氣不僅創(chuàng)造了同步硝化反硝化所需的缺氧環(huán)境， 還節(jié)省了高強(qiáng)度曝氣所需的能源。
[0006] 因此，從國家和行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求出發(fā)，畜禽養(yǎng)殖業(yè)必須實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，同時(shí) 國家"十三五"規(guī)劃綱要中的環(huán)保規(guī)劃也對(duì)其節(jié)能減排及環(huán)保治理提出了更高的要求。因 此，為保證畜禽養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，必須進(jìn)一步提高畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放的控制 要求，迫切需要對(duì)現(xiàn)有廢水處理工藝和裝置進(jìn)行提標(biāo)改造，開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效節(jié)能的新型廢水 處理工藝，強(qiáng)化脫氮除磷，實(shí)現(xiàn)區(qū)域養(yǎng)殖場養(yǎng)殖排放污染物最小化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，并提供一種養(yǎng)殖廢水低C/N比（C/N 比<4)的厭氧沼液高效脫氮除磷達(dá)標(biāo)處理裝置，降低運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；i場養(yǎng)殖廢水 達(dá)標(biāo)排放。
[0008] 本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案是：
[0009] -種養(yǎng)殖廢水低C/N比厭氧沼液高效脫氮除碳處理裝置，其包括:原水集水罐、配 水罐、前置反硝化池、^微氧曝氣池、氧曝氣池、3利^氧曝氣池、郵微氧曝氣池、沉淀池， 經(jīng)過固液分離的原水分三路，一路通過原水集水罐與3#微氧曝氣池相連，另一路與UASB反 應(yīng)器相連，最后一路與UASB反應(yīng)器出水口匯合后與配水罐進(jìn)水口相連，配水罐依次與前置 反硝化池、W微氧曝氣池、2#微氧曝氣池、3#微氧曝氣池、4#微氧曝氣池、沉淀池相連;3#微 氧曝氣池底部設(shè)有混合液回流管，混合液回流管另一端通過水栗連接1#微氧曝氣池;沉淀 池底部設(shè)有污泥回流管，污泥回流管另一端連接前置反硝化池。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的配水罐、前置反硝化池中均設(shè)有攪拌裝置。
[0011] 作為優(yōu)選，所述的前置反硝化池中部設(shè)有填料和pH探頭;所述的1#微氧曝氣池、2# 微氧曝氣池、3利^氧曝氣池、郵微氧曝氣池均設(shè)有曝氣裝置溶氧探頭和pH探頭。
[0012] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述的曝氣裝置的進(jìn)氣口前端分為兩路，一路與主曝氣系統(tǒng)風(fēng) 機(jī)連接，另一路與輔助曝氣系統(tǒng)增氧栗連接；同時(shí)，輔助曝氣系統(tǒng)增氧栗與溶氧探頭均與控 制裝置相連。前置反硝化池、1#微氧曝氣池、2#微氧曝氣池、3#微氧曝氣池、4#微氧曝氣池及 沉淀池共同組成分步進(jìn)水微氧曝氣同步脫氮除碳系統(tǒng)(SFA0 4)。
[0013] 作為優(yōu)選，所述的填料9采用彈性填料。
[0014] 作為優(yōu)選，所述的曝氣裝置14為微孔曝氣盤。
[0015] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用所述裝置的養(yǎng)殖廢水低C/N比厭氧沼液高效 脫氮除碳處理工藝，包括以下步驟：
[0016] 1)畜禽廢水原水經(jīng)過固液分離后，部分栗入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器，經(jīng)過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣 和沼液；
[0017] 2)經(jīng)步驟1)處理后的沼液與經(jīng)固液分離后的原水以（2.5-4.0) :1進(jìn)行配水，配水 后栗入配水罐，并依次流經(jīng)前置反硝化池、W微氧曝氣池、2#微氧曝氣池、3利^氧曝氣池、4# 微氧曝氣池；同時(shí)，經(jīng)固液分離后的部分原水直接栗入3#微氧曝氣池，3#微氧曝氣池的混合 液回流至1#微氧曝氣池中；通過四級(jí)微氧曝氣池的溶氧濃度分別為：1#微氧曝氣池：〇_ 0 · 10mg/L，2#微氧曝氣池:0 · 20-0 · 35mg/L，3#微氧曝氣池:0 · 15-0 · 25mg/L，4#微氧曝氣池： 0-0.15mg/L，通過在不同微氧曝氣池里創(chuàng)造適宜不同種群微生物生長的環(huán)境條件，使得反 應(yīng)器在曝氣階段始終處于缺/微氧狀態(tài)，為同步硝化反硝化脫氮及除磷提供了前提條件;4# 微氧曝氣池的出水排入沉淀池進(jìn)行泥水分離，沉淀污泥部分回流至前置反硝化池，剩余污 泥定期排放；
[0018] 3)步驟2)中泥水分離后的上清液排入混凝澄清器，往混凝澄清器內(nèi)加入高效鐵鹽 系混凝劑和PAM，與廢水混合均勻進(jìn)行深度脫氮除磷，處理后的清水達(dá)標(biāo)排放。
[0019] 作為優(yōu)選，所述的步驟2)中直接栗入3#微氧曝氣池的原水量為前置反硝化池進(jìn)水 流量的〇. 08-0.10倍;3#微氧曝氣池的混合液回流量為前置反硝化池進(jìn)水流量的3-5倍;沉 淀池的污泥回流量為前置反硝化池進(jìn)水流量的3-5倍。
[0020] 作為優(yōu)選，所述的步驟3)中混凝澄清器的高效鐵鹽系混凝劑的投加量為1.0- 2. OmL/L廢水，高效鐵鹽系混凝劑中硫酸鐵的含量為8-12wt %、鈣離子含量為0.05- O. Iwt %、儀尚子含量為O · 01-0 · 02wt % ;錯(cuò)尚子含量為O · Ol-O · 02wt % ;PAM的投加量為20-40mg/L廢水，PAM的分子量為1500萬以上。
[0021]作為優(yōu)選，所述的步驟2)中的SFA04系統(tǒng)中，廢水在前置反硝化池、1#微氧曝氣池、 2#微氧曝氣池、3#微氧曝氣池、4#微氧曝氣池和沉淀池的水力停留時(shí)間分別為0.625天、1.0 天、1 · 0天、1 · 0天、1 · 0天和CL 625天。
[0022]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] (1)本發(fā)明的工藝出水水質(zhì)好、耐沖擊負(fù)荷和占地面積少。本發(fā)明僅用UASB+SFA04 系統(tǒng)+混凝系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)豬場養(yǎng)殖廢水低C/N比厭氧沼液的深度凈化，相對(duì)于氧化塘和人工 濕地等處理工藝，極大地減少了占地面積和總水力停留時(shí)間，提高了抗沖擊負(fù)荷能力。規(guī)模 化豬場養(yǎng)殖廢水經(jīng)過多層次的組合處理工藝，可使出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物 排放標(biāo)準(zhǔn)》(2014年征求意見稿第二稿)排放要求，實(shí)現(xiàn)提標(biāo)改造。
[0024] (2)SFA04系統(tǒng)能夠解決厭氧沼液碳源不足脫氮困難的技術(shù)難題。通過分布進(jìn)水措 施能夠使缺乏碳源進(jìn)行反硝化脫氮的微氧曝氣池及時(shí)補(bǔ)充易降解碳源，使微氧曝